木々は空間、光、資源をめぐって競合し、その衝突によって戦いの傷跡が残ることもあります

森の中を歩いていると、ほとんど何も起こっていない静的な環境のように感じるかもしれません。しかし、木は成長するにつれて常に相互作用し、互いに反応しています。光と空間をめぐって熾烈な競争が行われています。あらゆる変化は、森林全体の構成に何らかの影響を与えます。

私のような森林科学者 ～について考えることに多くの時間を費やす 森林の継承 – 植物種が土地に定着し、支配する予測可能なプロセス。基本的な順序は、土地が開けた野原から低木や低木、そして若い木、そして最終的には大きな成熟した木へと進化することです。大規模な嵐や山火事などの外乱は、森林の継承を中断したり遅らせたりする可能性があります。

私は、遷移中および撹乱後に起こる、種の構成、樹木の配置、森林の発達における生態学的変化を研究しています。私の研究チームは、混合種の落葉樹林または葉が茂った森林の状態を分析しています。年輪を使って、何年も前の森林の様子を復元します。

観察されたパターンとプロセスを適用することで、研究者は森林の将来の成長と発展をモデル化できます。ここでは、森林散歩中に周囲の木々の間で何が起こっているのかについての洞察をいくつか紹介します。

宇宙と光を賭けて挑戦する

森林コミュニティには、さまざまな種、形、大きさの木が含まれています。それぞれの種が繁栄し、それぞれの速度で成長するには、特定の量の太陽光とスペースが必要です。

たくさんの木々 距離を置く 隣の木との相互作用を最小限に抑えるために他の木から離れます。これは研究者が樹冠恥ずかしがり屋と呼んでいるパターンです。上を見ると、木と木の間に隙間があり、その隙間付近の枝が折れて葉が減っていることに気づくことがあります。対照的に、成長するのに十分なスペースと日光がある枝や葉は、より密で健康になります。

混合種の緑豊かな森林は多くの場合、 30以上の木本種, つまり、さまざまな方法で進化できるということです。樹木がどのように相互作用するかを理解することで、森林を管理する人々は、環境が田舎であろうと都市であろうと、森林の成長を導く実践方法を処方できるようになります。

森林が確立され始めたとき、1エーカーあたり何千もの苗木が生えていることがあります。しかし、1エーカーあたりわずか50～100本の木が植えられるだけです。 生き残り、成熟するまで成長する. 。森林管理者は、どの木が他の木と競合し、どの木が生育スペースを明け渡すかを理解するために取り組んでいます。

森林の成長を理解する上で最も重要なゾーンの 1 つは、 天蓋 – 森の天井。樹冠にあるすべての葉、枝、小枝が含まれます。一般的な混合種森林には、成長速度が異なる種で構成される複数の樹冠層があります。木が枯れると成長スペースを手放し、生き残った木は樹冠を成長させて拡大することでそのスペースを確保します。

暴風雨が森林を形作る仕組み

成熟した木は、その一生の間に多くの気象現象を経験します。暴風により木が揺れ、隣の木にぶつかることで樹冠が摩耗し、芽や枝の先端が損傷します。これらの影響により、 枝の成長を遅くし、減らす. 。樹冠の摩耗は、林分が密集しすぎており、樹木間の競争が健全な成長を損なっていることを示しています。

しかし、歯冠の磨耗は実際に一部の種を助けることができます。たとえば、成長が遅い種であるオークは、緻密な組織と頑丈な枝を持っており、ポプラやゴムなどのより成長が早く、木質が弱​​く密度が低い木の枝をすり減らして損傷する可能性があります。これにより、オークは当初より成長が早かったライバルよりも上に立つことができます。

一部の森林は、単一の樹種が優勢な単一栽培です。たとえば、米国西部の広い地域では、1800 年代に森林が焼き払われるか皆伐され、その後森林が再生されました。 ロッジポールパイン, 、西部の山岳地帯に自生します。一部の種が他の種よりも早く成長する混交林とは異なり、木はすべて同じ速度で成長しました。

これにより、高くて細い木が生まれました。 風の強いイベントでは揺れが大きくなる. 。樹冠の磨耗や恥ずかしがり屋のため、松の樹冠は小さく、通常ほど側面には広がりません。

これらの森林は最終的には停滞します。木の冠が小さいため、隣接する木が「腕の長さ」に保たれないため、木々の間の空間が狭くなります。木の成長も減り、 木の生命力が衰える.

この森林を間伐する または実行する 処方された火傷 樹木の間隔を広げ、樹冠の成長のためのより多くのスペースを提供できます。

木々の戦いを眺める

風が吹いているときの枝の動きを研究するために、生徒たちと私は加速度計（測定するデバイス）を使用しています。 動いている物体の速度がどのくらい早く変化するか. 。最新のスマートフォンのほとんど 加速度計を内蔵 Google マップなどのアプリが携帯電話の位置を正確に特定するのに役立ちます。

加速度計を枝の端近くに固定し、そこで枝の動きを 3 次元で測定します。このデータをリアルタイムで風速測定にリンクすることで、さまざまな風速に応じた枝の動きと加速度を決定できます。

ある研究では、ミシシッピ州中央部の河川沿いの低地広葉樹林の林冠が、異なる樹種間の相互作用によってどのように変化したかを分析しました。これらの森は主に次のもので構成されていました。 桜皮オーク そして スイートガムの木. 。どちらの種も混合林分によく見られますが、樹冠の形状と成長速度が異なります。

当初、スイートガムは若い森でより多く、そして目立っていました。しかし、時間が経つにつれて、木々がぶつかり合うおかげで、サクラガシは擦り切れたスイートガムの枝で空いたスペースで強くなり始めました。最終的に、オークは衰退するスイートガムを打ち破り、 林冠を支配する.

トップダウンで管理する

森林環境は常に変化しており、昆虫の侵入や植物の病気から気候変動や自然災害まで、多くの要因の影響を受けます。種間の物理的な樹冠摩耗は、他の応力ほどよく理解されていませんが、多様な種が混在する落葉樹林の発達に明らかに寄与しています。

私たちの研究は、歯冠の磨耗によって歯冠のサイズが減少し、成長の速い種の成長が減少すると、成長の遅いより頑丈な種が出現し、より目立つようになる可能性があることを示唆しています。この発見は、科学者や林業家が健全で生産性の高い森林を開発、管理するのに役立ちます。